鍋爐引風機替代增壓風機投運脫硫裝置運行技術研究

楊偉鋒YANG Wei-feng

（大唐戶縣第二發(fā)電廠，戶縣 710302）

（Datang Huxian Second Power Plant，Huxian 710302，China）

0 引言

近年來，國家環(huán)境保護督查的重點內(nèi)容逐漸轉向火力發(fā)電企業(yè)脫硫裝置的運行情況，保持脫硫裝置“長期、穩(wěn)定、高效、達標”投運是企業(yè)順利通過國家環(huán)保核查的基本要求。國家環(huán)保部“環(huán)辦【2009】8 號文”及《燃煤發(fā)電機組脫硫電價及脫硫設施運行管理辦法》中均明確規(guī)定：“脫硫設施投運率在90%以上的，扣減停運時間所發(fā)電量的脫硫電價款；投運率在80%－90%的，扣減停運時間所發(fā)電量的脫硫電價款并處1 倍罰款。”。受脫硫增壓風機故障的影響和制約，造成脫硫增壓風機停運檢修，進一步導致脫硫投運率不足，在這種情況下，因主機脫硫停運，使得火電企業(yè)面臨被迫停運和增發(fā)電量接受處罰的境地。

1 鍋爐引風機帶脫硫裝置運行試驗前準備工作

1.1 鍋爐引風機帶脫硫裝置運行的可行性論證

1.1.1 煙氣通過脫硫裝置所需要消耗的總壓力。如圖1 所示，通過查詢2 號機組分別在150MW 和200MW 工況下增壓風機出口壓力的歷史運行曲線，發(fā)現(xiàn)在這兩種負荷下，脫硫煙氣在1500Pa、2000Pa 的初始壓力下，就可以克服脫硫裝置的煙氣系統(tǒng)阻力，進一步滿足煙氣脫硫的需要。

1.1.2 鍋爐引風機能為脫硫煙氣提供的壓力。根據(jù)設計要求，鍋爐引風機的總壓力為4450Pa，在負荷170MW的工況下，2 號機組引風機靜葉開度、運行電流、相對額定電流分別為40%、100A、238A。

通過對比分析上述運行工況，在較低負荷下，可得出鍋爐引風機可以提供足夠的壓頭，使得鍋爐尾部煙氣進一步克服脫硫裝置的系統(tǒng)阻力，進而對煙氣進行脫硫處理，然后進行排放。機組實際能帶的最大負荷點，可以在實際運行中通過試驗確定。

1.2 試驗相關的保護邏輯修改工作

1.2.1 增加鍋爐MFT 時保護開啟脫硫旁路擋板，關閉原煙氣擋板邏輯（原為鍋爐MFT 連鎖跳增壓風機，再由增壓風機連開旁路擋板）。

1.2.2 屏蔽2 號增壓風機入口壓力超-1000Pa 至500Pa 范圍，保護聯(lián)開旁路擋板邏輯（試驗時增壓風機入口壓力將超過500Pa）。

1.2.3 屏蔽2 號增壓風機停運，旁路擋板聯(lián)開邏輯。

1.2.4 屏蔽2 號增壓風機動葉開度小于10%聯(lián)開旁路擋板邏輯。

1.3 編制2 號脫硫裝置進煙步驟運行措施

1.3.1 號機組負荷降至150MW，保持磨煤機A、B、C運行，保持磨煤機A 煤量在20t/h 左右，煤質(zhì)盡量好。

1.3.2 試驗小油槍投入正常。

1.3.3 脫硫吸收塔系統(tǒng)投入運行。

1.3.4 聯(lián)系集控，2 號脫硫裝置準備進煙。

1.3.5 開啟2 號脫硫裝置凈煙氣擋板。

1.3.6 開啟2 號脫硫裝置原煙氣擋板。

1.3.7 在關閉旁路擋板前，機組不應進行其它任何操作，值長應通知外圍各專業(yè)停止可能影響到主機運行的操作。

1.3.8 機組長安排巡檢兩名分別到旁路擋板及引風機處，拿好對講機及巡檢工具，在關閉旁路門時加強和機組長聯(lián)系。

1.3.9 脫硫值班員先手動緩慢關閉2 號機組脫硫旁路擋板1，在關閉旁路擋板時，機組長應注意鍋爐爐膛壓力波動情況，加強監(jiān)視鍋爐引風機的運行電流、振動、出入口壓力、各部溫度的波動情況，防止引起引風機喘振。在開大引風機靜葉時，應注意保持靜葉開度不能大于90%或保證引風機電流不大于230A。在關閉旁路擋板時，如爐膛負壓變正可適當降低機組負荷，負荷最低可降至135MW，在降負荷過程中如發(fā)現(xiàn)燃燒不穩(wěn)可投入小油槍助燃。機組長在監(jiān)盤時如發(fā)現(xiàn)異常立即通知就地停止旁路擋板關閉工作，若引風機振動、出入口壓力、參數(shù)及鍋爐爐膛壓力波動有異常增大趨勢且不能控制，立即全開旁路擋板。

1.3.10 脫硫值班員手動緩慢關閉2號機組脫硫旁路擋板2，在關閉旁路擋板時，機組長應注意鍋爐爐膛壓力波動情況，加強監(jiān)視鍋爐引風機的運行電流、振動、出入口壓力、各部溫度的波動情況，防止引起引風機喘振。在開大引風機靜葉時，應注意保持靜葉開度不能大于90%或保證引風機電流不大于230A。在關閉旁路擋板時，如爐膛負壓變正可適當降低機組負荷，負荷最低可降至135MW，在降負荷過程中如發(fā)現(xiàn)燃燒不穩(wěn)可投入小油槍助燃。機組長在監(jiān)盤時如發(fā)現(xiàn)異常立即通知就地停止旁路擋板關閉工作，若引風機振動、出入口壓力、參數(shù)及鍋爐爐膛壓力波動有異常增大趨勢且不能控制，立即全開旁路擋板。

1.3.11 旁路擋板全關后，系統(tǒng)全面檢查一次。

1.3.12 若運行1 小時后，工況正常，可嘗試增加機組所帶負荷。加負荷時注意加強集控和脫硫聯(lián)系，密切關注前述各相關參數(shù)，發(fā)現(xiàn)異常立即停止加負荷工作。

1.4 編寫運行注意事項及異常事故處理

1.4.1 機組帶固定負荷運行，在有操作時，集控機組長、脫硫班長應加強聯(lián)系。

1.4.2 運行中機組長注意密切監(jiān)視鍋爐引風機的運行電流、振動、出入口壓力、各部溫度的波動情況。若引風機發(fā)生喘振、引風機振動、出入口壓力、電流或鍋爐爐膛壓力波動有異常增大趨勢且不能控制，立即全開旁路擋板。

1.4.3 擋板全關后前4 小時，每30 分鐘到就地檢查一次引風機的運行情況，并做好記錄。4 小時以后按正常巡回檢查制要求進行巡檢工作。

1.4.4 在進行鍋爐吹灰、排污等定期工作時，機組長應提前和脫硫聯(lián)系。在進行操作時，操作應緩慢進行，防止出現(xiàn)爐膛負壓的大幅波動。

1.4.5 加強對各運行磨煤機的檢查和監(jiān)視。值長應通知燃運保證2 號爐煤質(zhì)，防止斷煤、堵煤等情況的發(fā)生；在運行中如必須進行切換磨煤機運行時，操作應緩慢進行，防止造成鍋爐負荷、壓力的大幅波動。

1.4.6 鍋爐風量調(diào)整應緩慢進行，不要大開大關，防止造成爐膛負壓的大幅波動，在進行鍋爐吹灰時，可將引、送風機全部放在手動位置。

1.4.7 值長應督促灰控加強對撈渣機的檢查，防止因撈渣機的故障造成機組負荷的變化。

1.4.8 在運行中如發(fā)生MFT 動作、鍋爐滅火等異常情況時，應按照規(guī)程相關規(guī)定進行處理。

2 鍋爐引風機帶脫硫裝置運行試驗的實施

根據(jù)事先的論證，結合預想方案，通過試驗對鍋爐引風機替代增壓風機投運脫硫裝置進行驗證，試驗非常順利，機組運行穩(wěn)定，相關運行參數(shù)如表1 所示。

表1

3 脫爐引風機帶脫硫裝置運行經(jīng)驗總結

3.1 脫硫裝置投運時，實際是靠關閉旁路擋板提高脫硫裝置入口壓力，將煙氣送入吸收塔進行脫硫。此過程必須緩慢進行，集控和脫硫加強聯(lián)系，防止引風機發(fā)生喘振，造成鍋爐負壓不穩(wěn)等不安全現(xiàn)象。在擋板關閉初期壓力升高不明顯，旁路擋板1 可適當快速關閉，當旁路擋板2 關到50%以下，引風機出口壓力升高到1KPa 以上時，對引風機運行影響較大，必須緩慢進行。

3.2 脫硫裝置停運時，旁路擋板前的壓力處于最高點，此時開啟一點點，煙氣節(jié)流效果非常突出，此時旁路擋板開啟速度過快，對引風機和爐膛負壓影響非常大。操作時，必須非常謹慎，集控和脫硫要加強溝通，控制好引風機運行狀態(tài)和爐膛負壓確保機組運行穩(wěn)定。

3.3 引風機帶脫硫運行機組，通過對低硫份、高熱值的優(yōu)質(zhì)煤進行燃燒，能夠確保鍋爐運行的穩(wěn)定性，機組運行參數(shù)正常，運行中機組負載固定的負荷，固定磨煤機運行，加強監(jiān)視運行的磨煤機，為了保證鍋爐運行的安全性，切換磨煤機、大幅加減風量等調(diào)整操作盡可能避免。

4 試驗存在的問題及應對

4.1 引風機喘振問題及應對。對于鍋爐引風機來說，原設計運行工況出口通常為微負壓，現(xiàn)在出口運行壓力為1700Pa，在運行過程中，鍋爐引風機性能曲線發(fā)生平移，進而容易發(fā)生喘振，對其運行的安全性構成影響。

在關閉旁路擋板時，在一側擋板關完后，就地檢查引風機聲音明顯發(fā)生變化，當引風機出口壓力升至1KPa 以上時，引風機A、B 會出現(xiàn)明顯的搶風現(xiàn)象，隨著引風機出口壓力的升高，引風機的電流波動較大，比較難控制，如調(diào)節(jié)不好，一側風機會帶不上負荷，電流回到空載電流附近（90A 左右），而另一側電流會明顯增大，而且電流減小的風機靜葉會因為出口壓力的升高而出現(xiàn)卡澀，操作不動的現(xiàn)象，而且振動值明顯上升（振動值上升約20цm 左右），就地檢查風機聲音異常，有喘振跡象，出現(xiàn)此問題后，需開大旁路擋板，待引風機出口壓力降低后將引風機電流兩側調(diào)整正常后才能重新開始關閉旁路擋板。當出現(xiàn)此種情況時，既對引風機安全運行威脅較大，而且會影響到爐膛負壓的變化，影響鍋爐燃燒的穩(wěn)定。

針對引風機易發(fā)生喘振問題我們可以采取以下運行措施來預防：①脫硫裝置投、退時，引風機就地派值班員嚴密監(jiān)視，及時掌握現(xiàn)場情況，集控和脫硫加強聯(lián)系，緩慢操作，及時調(diào)整，確保引風機不發(fā)生喘振，脫硫穩(wěn)定投退，鍋爐爐膛負壓平穩(wěn)，機組運行安全；②在關閉旁路擋板時，在引風機出口壓力升至1kPa 以上時，引風機A、B 會出現(xiàn)明顯的搶風現(xiàn)象，在操作時盡量切為手動調(diào)整，并特別注意控制引風機A、B 的電流，盡量保持兩側電流偏差不超過5A，擋板關完后，引風機、送風機調(diào)整解列為手動調(diào)整，運行磨煤機盡量固定，加強對運行磨煤機的檢查維護，盡量避免進行切換磨煤機的操作，風量調(diào)整適應緩慢進行，避免風量大幅波動；③機組運行中帶固定負荷，如需進行小幅加減負荷工作時，機組長應與脫硫班長溝通聯(lián)系后再進行調(diào)整，并安排值班員到引風機就地進行檢查；④要求各運行值當班期間做好引風機喘振事故預想，一旦發(fā)生異常時能做到心中有數(shù)、沉著應對。

實踐證明，為了避免和防止引風機喘振帶來的不利影響，通常情況下，需要做好以上四點共走。

4.2 旁路擋板漏煙問題及應對。在運行過程中，引風機帶脫硫裝置的旁路擋板前壓力在1000Pa 到2000Pa，與平時運行的微負壓相比，要高出許多，在這種情況下，旁路煙氣泄漏比較嚴重。

進行停機檢修時，對旁路擋板的密封情況進行處理和改善，在一定程度上降低旁路擋板密封縫隙；對密封風系統(tǒng)的暢通性，以及分布的合理性進行檢查；在運行過程中，確保擋板密封風系統(tǒng)正常投運，與旁路擋板前煙氣壓力相比，確保擋板密封風壓力高出500Pa，進一步減少煙氣的泄漏，滿足相應的環(huán)保要求。

4.3 引風機出口膨脹節(jié)及煙道正壓運行問題及應對。對于引風機來說，當出口膨脹節(jié)，以及煙道設計正常時，通常情況下為負壓運行，現(xiàn)為1000Pa 以上的正壓運行，造成部分地方存在煙氣泄漏。

4.4 機組可帶負荷較小，整體電耗相對升高。正常情況下，去掉脫硫增壓風機且機組帶滿負荷，必須對鍋爐引風機進行擴容改造。當前鍋爐引風機帶脫硫運行可作為脫硫增壓風機故障，需長時間停機檢修情況下的應急方案。

5 鍋爐引風機替代增壓風機投運脫硫裝置運行技術綜合經(jīng)濟性分析

5.1 增壓風機故障期間主機停運的經(jīng)濟性分析。機組每天平均負荷240MW，根據(jù)計算15 天少發(fā)電：240×24×15=8640 萬kwh，上網(wǎng)電價按0.3 元/kwh 計算，那么該發(fā)電廠損失近2592 萬元，同時扣除發(fā)電的平均成本0.2 元/kwh，這時，發(fā)電廠凈利潤損失864 萬元。

5.2 增壓風機故障期間主機運行、脫硫停運的經(jīng)濟性分析。主機投入運行時，當月脫硫停運率不滿足80%，環(huán)保按“投運率低于80%的，扣減停運時間所發(fā)電量的脫硫電價款并處5 倍罰款?！痹谶@種情況下，需要扣減該期間發(fā)電脫硫電價0.015 元/kwh 的6 倍，也就是每度電扣減0.09 元。

5.3 增壓風機故障期間主機運行，引風機帶脫硫運行的經(jīng)濟性分析。對于機組來說，如果每天平均負荷160MW，扣除投運準備和故障恢復期5 天，在10 天內(nèi)，該發(fā)電廠的發(fā)電量，根據(jù)計算為160×24×10=3840 萬kwh，上網(wǎng)電價按0.3 元/kwh 計算，那么該發(fā)電廠獲電價款為1152萬元，同時扣除發(fā)電成本0.2 元/kwh，這時發(fā)電廠的凈利潤為384 萬元。

增壓風機故障期間三種運行方式的經(jīng)濟性分析匯總如表2 所示。

表2

由表2 三種運行方式經(jīng)濟性對比分析可看出，在增壓風機故障期間選擇主機運行，引風機帶脫硫運行方式，企業(yè)的凈收益最大。

6 結論

在檢修脫硫增壓風機故障的過程中，通過鍋爐引風機對增壓風機進行代替，進一步使脫硫裝置投入運行，對于企業(yè)來說，這時解決增壓風機故障問題的創(chuàng)新方案。一方面保證了脫硫裝置的投運率，另一方面給企業(yè)增發(fā)了電量，在一定程度上為火電企業(yè)贏得顯著的經(jīng)濟效益和社會效益。本方案也可作為火電機組雨季低負荷運行時，停運增壓風機，節(jié)能降耗的運行優(yōu)化方案。

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